KR101287434B1 - Method for treating soils contaminated by heavy metal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중금속 오염 토양의 처리방법에 관한 것으로, 상세하게, 사격장과 같은 인위적 행위에 의해 고농도로 오염된 오염 토양으로부터 종래의 물리적 선별로는 제거하기 어려운 중금속을 빠르고 저비용으로 효과적으로 분리 제거할 수 있으며, 중금속 제거율이 극히 우수한 오염 토양의 처리방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for treating heavy metals contaminated soil, and more particularly, to a method for efficiently and efficiently separating heavy metals that are difficult to remove from a contaminated soil contaminated at a high concentration by an artificial action such as a shooting range, , And a method of treating contaminated soil with an extremely high removal rate of heavy metals.
고농도로 중금속에 오염된 토양은 주로, 총기나 포탄의 사격 훈련이 이루어지는 사격장에서 발생하며, 주로 Pb, Zn, Cu, Ni등의 중금속에 의해 오염이 발생하고 있다.Soils contaminated with heavy metals at high concentrations occur mainly at the shooting range where firearms and shells are shot, and pollution is mainly caused by heavy metals such as Pb, Zn, Cu, and Ni.
중금속으로 오염된 토양의 정화방법은 대한민국 등록특허 제1039835호와 같이 화학적 침전법이나 화학적 산화 환원과 같은 화학적 방법을 이용하고 있는데, 이러한 화학적 방법은 토양의 성질을 변화시켜 토양의 재활용이 어려울 뿐만 아니라, 강한 화학물질들을 사용함에 따라, 독성이 강한 부산물이 발생하여, 이러한 부산물을 다시 후처리해야 하는 문제점이 있으며, 그 비용이 높고 처리율에 한계가 있다. 이에 따라, 보다 값싼 비용으로 유독성의 2차 폐기물(부산물)이 발생하지 않으며, 단시간에 대량 처리 가능하면서도, 우수한 제거율로, 중금속에 고농도로 오염된 토양을 재생할 수 있는 처리 방법에 대한 요구가 계속되고 있다.
As a method of purifying soil contaminated with heavy metals, a chemical method such as chemical precipitation method or chemical oxidation-reduction method is used as in Korean Patent No. 1039835. Such a chemical method is not only difficult to recycle the soil by changing the properties of the soil , There is a problem that toxic strong by-products are generated due to the use of strong chemicals, and these by-products must be post-treated again, and the cost is high and the throughput is limited. Thus, there continues to be a demand for a treatment method capable of recovering toxic secondary wastes (by-products) at a lower cost and capable of mass-treating in a short time and regenerating soil contaminated at a high concentration in heavy metals with a good removal rate have.
본 발명은 오염된 토양을 빠르고 손쉽게 대량 처리 가능하며, 중금속 제거율이 극히 높고, 중금속이 제거된 재활용 가능한 토양(정화토)을 대량으로 얻을 수 있는 우수한 재생율을 갖는 중금속 오염 토양의 처리방법을 제공하는 것이다.
The present invention provides a method for treating a heavy metal contaminated soil having an excellent regeneration rate capable of mass-treating a polluted soil quickly and easily, obtaining a large amount of recyclable soil (purified soil) with a heavy metal removal rate extremely high, and removing heavy metals will be.
본 발명에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 a) 중금속 오염 토양을 제1 입도 분리하여, 미오염 토양과 제1오염 토양을 분리하는 단계; b) 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 해쇄된 제1오염 토양을 제2입도 분리하여, 중금속 파편을 함유하는 제2오염 토양과 제3오염 토양을 분리하는 단계; c) 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론(hydrocyclone)을 이용하여 분쇄된 제3오염 토양으로부터 일정 크기 미만의 미립 오염토양인 제4오염 토양과 일정 크기 이상의 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계; 및 d) 제5오염 토양을 부유선별하여 제2정화토 및 제2중금속광물을 분리 회수하는 단계;를 포함한다.A method of treating heavy metal contaminated soil according to the present invention comprises the steps of: a) separating a heavy metal contaminated soil by first particle separation, and separating a non-contaminated soil and a first contaminated soil; b) separating the first contaminated soil from the second contaminated soil by separating the first contaminated soil from the second contaminated soil, and separating the second contaminated soil containing the heavy metal debris from the third contaminated soil; c) crushing the second contaminated soil, separating and recovering the first purified soil and the first heavy metal mineral using specific gravity selection, crushing the third contaminated soil, pulverizing it using a hydrocyclone Separating the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil less than a predetermined size, from the third contaminated soil, and the fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a predetermined size or more; And d) separating and recovering the second purified soil and the second heavy metal mineral by floating the fifth contaminated soil.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은, c) 단계 후, e) 중금속 추출 용액을 이용하여, 제4오염 토양으로부터 중금속을 추출 제거하여 제3정화토를 회수하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: after step c) e) extracting a third purified soil by extracting heavy metals from a fourth contaminated soil using a heavy metal extraction solution; .
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은, d) 단계의 부유 선별이 수행된 후, 선광 테이블(concentrating table) 또는 원심력농축기(Centrifugal Concentrator)를 이용하여, 부유선별의 광미(tail)인 제2정화토에 잔류하는 중금속을 제거하여 제4정화토를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of treating heavy metals contaminated soil according to an embodiment of the present invention is characterized in that after float sorting in step d) is carried out, a flocculent concentrating table or a centrifugal concentrator is used to treat flooded tail Removing the heavy metal remaining in the second purified soil, and recovering the fourth purified soil.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, c) 단계의 습식 싸이클론시, 분급 기준이 되는 일정 크기는 10 내지 25μm일 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, in the wet cyclone in step c), the predetermined size to be a classification standard may be 10 to 25 탆.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, b) 단계에서, 제1오염 토양의 해쇄는 토양에 흡착된 중금속을 박리하는 어트리션 스크러버(attrition scrubber) 및 초음파 인가에서 하나 이상 선택된 방법을 이용하여 수행될 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, in the step b), the first contaminated soil is crushed by using an attrition scrubber for peeling the heavy metal adsorbed on the soil, Can be performed using the method selected above.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, a) 단계의 제1입도 분리 및 b) 단계의 제2입도 분리는 각각 진동식 체가름(vibrating screen)에 의해 수행될 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the first particle size separation in step a) and the second particle size separation in step b) may be performed by a vibrating screen, respectively.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, 제1입도 분리시 체눈의 크기는 18mm 내지 22mm이며, 제2입도 분리시 체눈의 크기는 1mm 내지 5mm일 수 있다.In the method of treating heavy metals contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the size of the sieve may be 18 mm to 22 mm in the first size separation, and the size of the sieve may be 1 mm to 5 mm in the second size separation.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, c) 단계는 c1) 콘 크러셔(cone crusher)를 이용하여 제2오염 토양을 분쇄하는 단계; c2) 지그 세퍼레이터(jig seperator)를 이용하여 분쇄된 제2오염 토양을 비중선별하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하는 단계;를 포함할 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, step c) comprises: c1) crushing a second contaminated soil using a cone crusher; c2) separating and recovering the first purified soil and the first heavy metal mineral by selecting non-specific gravity of the ground second polluted soil using a jig separator.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, c) 단계는 c3) 어트리션 스크러버(attrition scrubber), 초음파(ultrasonic), 로드밀(rod mill) 및 볼밀(ball mill)에서 하나 이상 선택되는 수단을 이용하여 제3오염 토양을 분쇄하는 단계; c4) 습식 싸이클론을 이용하여, 분쇄된 제3오염 토양으로부터 10 내지 25μm 미만의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제4오염 토양과 10 내지 25μm 이상의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the step c) includes the steps of c3) attrition scrubber, ultrasonic, rod mill and ball mill Crushing the third contaminated soil using one or more selected means; c4) Separation of the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of less than 10 to 25 μm, and the fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of 10 to 25 μm or more, from the third ground contaminated soil from the ground third cyclone soil The method comprising the steps of:
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, d) 단계의 부유선별은 정선 및 1 내지 5회의 청소부선을 포함할 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the float sorting in the step d) may include a straight line and a cleaning line of one to five times.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, 중금속 추출 용액은 시트르산(citric acid), 에틸렌디아민사아세트산(EDTA; ethylene diamine tetraacetic acid) 및 옥살산(oxalic acid)에서 하나 이상 선택된 산을 함유할 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the heavy metal extraction solution contains at least one acid selected from citric acid, ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) and oxalic acid ≪ / RTI >
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 a) 체눈의 크기가 18mm 내지 22mm인 진동식 체가름(vibrating screen)을 이용하여 중금속 오염 토양을 미오염 토양과 제1오염 토양으로 분리하는 단계; b) 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 체눈의 크기가 1mm 내지 5mm인 진동식 체가름(vibrating screen)을 이용하여 해쇄된 제1오염 토양을 제2오염 토양과 제3오염 토양으로 분리하는 단계; c) 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 분쇄된 제2오염 토양으로부터 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론을 이용하여, 분쇄된 제3오염 토양으로부터 10 내지 25μm 미만의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제4오염 토양과 10 내지 25μm 이상의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계; d1) 제5오염 토양을 부유선별하여 광미인 제2정화토 및 정광인 제2중금속광물을 분리 회수하는 단계; d2) 선광 테이블(concentrating table) 또는 원심력농축기(Centrifugal Concentrator)를 이용하여, 부유선별에 의해 분리 회수된 광미에 잔류하는 중금속을 제거하여 제4정화토를 회수하는 단계; 및 e) 중금속 추출 용액을 이용하여, 제4오염 토양으로부터 중금속을 추출 제거하여 제3정화토를 회수하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of treating heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: a) separating a heavy metal contaminated soil into a non-contaminated soil and a first contaminated soil using a vibrating screen having a sieve size of 18 mm to 22 mm step; b) separating the first contaminated soil from the shredded first contaminated soil into a second contaminated soil and a third contaminated soil using a vibrating screen having a shed size of 1 mm to 5 mm; step; c) separating and recovering the first purified soil and the first heavy metal mineral from the crushed second contaminated soil, crushing the third contaminated soil, crushing the second contaminated soil, and using the wet cyclone Separating the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of less than 10 to 25 占 퐉, from the ground third contaminated soil, and the fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of 10 to 25 占 퐉 or more; d1) separating and recovering the fifth polluted soil by floating and sorting and recovering the second cleaned soil and the second heavy metal mineral as the concentrate; d2) recovering the fourth purified soil by removing heavy metals remaining in the tailings separated and collected by float sorting, using a concentrating table or a centrifugal concentrator; And e) recovering the third purified soil by extracting and removing heavy metals from the fourth contaminated soil using the heavy metal extraction solution.
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, a) 단계의 미오염 토양, 제1정화토, 제3정화토, 제4정화토 또는 이들의 혼합물은 골재 또는 일반 토양으로 재활용될 수 있다.In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the uncontaminated soil, the first purified soil, the third purified soil, the fourth purified soil, or the mixture thereof in step a) .
본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법에 있어, a) 단계의 중금속 오염 토양은 사격장 내 오염 토양을 포함할 수 있다.
In the method of treating a heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention, the heavy metal contaminated soil in step a) may include contaminated soil in the range.
본 발명에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 오염 토양으로부터 미 오염 토양을 우선적으로 분리 회수한 후, 오염된 토양만을 처리하여 처리 효율을 높일 수 있으며, 미오염 토양을 우선적으로 분리 한 후, 실질적으로 오염된 오염 토양을 입도분리하여, 오염 상태가 서로 상이한 제2오염 토양과 제3오염토양을 분리한 후, 오염 상태에 따라 제2오염토양과 제3오염 토양의 처리를 달리하여, 토양의 처리 효율과 중금속 제거율을 향상시킬 수 있으며, 나아가, 부유선별이나 비중선별과 같은 물리적 방법으로는 제거되지 않아 중금속 제거율을 떨어뜨리는 오염 미분들을 습식 싸이클론을 이용하여 선별 분리 제거한 후, 부유 선별을 수행하여 중금속에 의해 고 농도로 오염된 토양이라 할지라도 중금속 제거율을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
The method of treating heavy metal contaminated soils according to the present invention can improve the treatment efficiency by treating only contaminated soil after preferentially separating and recovering unfouled soil from contaminated soil, The second contaminated soil and the third contaminated soil, which have different contamination states, are separated from the polluted contaminated soil, and then the treatment of the second contaminated soil and the third contaminated soil are performed according to the contaminated condition, The efficiency and the removal rate of heavy metal can be improved. Furthermore, the contaminated fine particles which can not be removed by physical methods such as floating sorting and specific gravity sorting are removed by selective separation using a wet cyclone, It is possible to remarkably improve the removal rate of heavy metals even if the soil is contaminated with heavy metal by high concentration.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 토양의 처리방법을 도시한 일 공정도이며,
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 오염 토양의 처리방법을 도시한 일 공정도이며,
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 오염 토양의 처리방법을 도시한 일 공정도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에서 오염 토양 샘플의 X-선 회절 분석 결과를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시예에서 제2오염 토양에서 분리 회수된 중금속 파편을 관찰한 광학 사진이며,
도 6은 본 발명의 실시예에서 10mesh 이하의 산물의 오염 상태를 관찰한 주사전자현미경 사진 및 EDS 분석 사진을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a process diagram showing a method for treating contaminated soil according to an embodiment of the present invention,
2 is a process diagram illustrating a method for treating contaminated soil according to another embodiment of the present invention,
3 is a process diagram showing a method for treating contaminated soil according to another embodiment of the present invention,
4 is a diagram showing the results of an X-ray diffraction analysis of a contaminated soil sample in an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is an optical photograph showing heavy metal debris separated and recovered from the second contaminated soil in the embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a scanning electron microscope (SEM) image and an EDS analysis image of a contaminated state of a product of 10mesh or less in an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 중금속 오염 토양의 처리방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for treating heavy metal contaminated soil according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms, and the following drawings may be exaggerated in order to clarify the spirit of the present invention. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
종래에 중금속 오염 토양을 처리하기 위해, 부유선별 또는 비중선별과 같은 물리적 선별 방법 또는 화학적 처리 방법들이 제안된 바 있다. 본 출원인은 장기간동안 중금속 오염 토양을 재생하기 위한 실험을 수행한 결과, 비록, 물리적 선별 방법이 오염 토양의 대량 처리에 적합하며, 저 비용으로 보다 신속하고 빠르게 토양의 재생을 가능하게 하며, 오염 토양의 처리시 발생하는 2차 폐기물이 거의 없어 전기 또는 화학적 처리에 비해 상대적으로 친환경적이며 pH등과 같은 토양의 자체 성질을 변화시키지 않아 장기적 안정성을 가지나, 물리적 선별 방법만으로는 오염 토양의 중금속 제거율에 한계가 있음을 발견하였으며, 물리적 선별 방법이 갖는 장점을 유지하며, 중금속 제거율을 향상시키기 위해서는 토양에 함유된 미립자들의 분리 및 처리가 필수적임을 발견하였다. 또한, 토양의 입도에 따라 주 오염원이 달라짐을 발견하여, 보다 신속하고 빠르게 높은 재생율로 오염 토양을 대량 처리하기 위해서는 토양의 입도별로 그 처리 방법이 달라지고 특화되어야 함을 발견하여, 본 발명을 출원하기에 이르렀다.Conventionally, physical sorting methods or chemical treatment methods such as floating sorting or non-sorted sorting have been proposed to treat heavy metal contaminated soil. Applicants have conducted experiments to regenerate heavy metal contaminated soils for a long period of time and have found that physical sorting methods are suitable for massive treatment of contaminated soil and enable faster and faster regeneration of the soil at low cost, , It is relatively eco-friendly compared to electric or chemical treatment and has long-term stability because it does not change the properties of soil such as pH. However, only the physical selection method has a limitation on the removal rate of heavy metals in contaminated soil And it has been found that it is essential to separate and treat the fine particles contained in the soil in order to maintain the advantages of the physical sorting method and to improve the removal rate of heavy metals. In addition, it has been found that the main pollution source varies depending on the particle size of the soil. In order to treat the contaminated soil in a large amount with a faster and faster recovery rate, it has been found that the treatment method for each soil particle must be changed and specialized. It came to the following.
본 발명에 따른 중금속 오염 토양은 인위적으로 중금속에 오염된 토양을 포함할 수 있으며, 인위적으로 중금속에 오염된 토양은 총탄, 수류탄 및/또는 포탄과 같은 군부대 또는 민간 사격장 내 오염지역의 토양을 포함할 수 있다. The heavy metal contaminated soils according to the present invention may comprise soil contaminated with heavy metals artificially, and the soil contaminated with heavy metals may include soils in contaminated areas in military bases such as bullets, grenades and / or shells, or civilian range .
본 발명에 따른 중금속 오염 토양에서 중금속은 Pb, Zn, Cu, Ni, As, Cd 및 Cr에서 하나 또는 둘 이상 선택된 원소를 포함할 수 있다.In the soil contaminated with heavy metals according to the present invention, the heavy metal may include one or more selected elements of Pb, Zn, Cu, Ni, As, Cd and Cr.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법을 도시한 일 공정도로, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 a) 중금속 오염 토양을 제1 입도 분리하여, 미오염 토양과 제1오염 토양을 분리하는 단계(s100); b) 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 해쇄된 제1오염 토양을 제2 입도 분리하여, 중금속 파편을 함유하는 제2오염 토양과 제3오염 토양을 분리하는 단계(s200); c) 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수(s300)하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론(hydrocyclone)을 이용하여 분쇄된 제3오염 토양으로부터 일정 크기 미만의 미립 오염토양인 제4오염 토양과 일정 크기 이상의 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리(s400)하는 단계; 및 d) 제5오염 토양을 부유선별하여 제2정화토 및 제2중금속광물을 분리 회수하는 단계(s500);를 포함한다.FIG. 1 is a process diagram showing a method for treating heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a method for treating heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention comprises: a) Separating the contaminated soil from the first contaminated soil to separate the uncontaminated soil and the first contaminated soil (s100); b) separating the first contaminated soil from the second contaminated soil by separating the first contaminated soil from the second contaminated soil and the third contaminated soil containing the heavy metal debris (s200); c) crushing the second contaminated soil, separating and collecting the first purified soil and the first heavy metal mineral (s300) using the non-selected sorting method, crushing the third contaminated soil, and then using a wet cyclone Separating (S400) the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil smaller than a predetermined size, from the ground third polluted soil and the fifth contaminated soil which is a particulate contaminated soil having a predetermined size or more; And d) separating and recovering the second purified soil and the second heavy metal mineral by floating the fifth contaminated soil (S500).
상세하게, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 a) 단계(s100)를 통해, 중금속 오염 토양으로부터 미 오염되어 분리 회수된 즉시 골재로 재활용 가능한 토양을 분리하여, 처리 대상이 되는 오염 토양을 최소화하며 재활용 가능한 토양을 오염토양으로부터 직접적으로 분리할 수 있다. 상세하게, 중금속 오염 토양, 구체적으로, 사격장 내 오염지역의 토양은 탄피 파편, 탄두 파편, 산탄 파편등과 같이 상대적으로 조립 오염원을 함유할 수 있으며, 이러한 조립 오염원을 상회하는 일정 크기의 이상의 토양의 경우 이온크로마토그래피 분석상 Pb, Zn, Cu 및 Ni의 농도가 55ppm이하, 15ppm이하, 25ppm이하 및 10ppm이하로 토양오염우려기준치에 미달하여, 분리 즉시 전량 골재로 재사용될 수 있다. 이때, 토양오염시험공정법에 규정된 바에 따라, ppm은 중량 기반 ppm일 수 있으며, 상세하게, mg/kg일 수 있다. In detail, the method of treating a heavy metal contaminated soil according to the present invention comprises the steps of: (a) separating a soil which can be recycled as aggregate immediately after separation and recovery from heavy metal contaminated soil through a step (s100) Minimized and recyclable soils can be separated directly from the contaminated soil. In detail, the soil contaminated with heavy metals, specifically, the soil in the contaminated area of the shooting range, may contain a relatively large amount of the contaminant source such as the flaky pieces, the warhead pieces, the shatter pieces, In case of ion chromatographic analysis, the concentration of Pb, Zn, Cu and Ni is less than 55ppm, less than 15ppm, less than 25ppm and less than 10ppm. At this time, ppm may be on a weight basis ppm and, in detail, may be mg / kg, as specified in the Soil Pollution Test Process.
상술한 바와 같이, a) 단계와 같이, 단순 입도 분리를 통해, 오염 토양으로부터, 추가적인 후처리 단계 없이 즉시 골재로 재활용 가능한 미 오염 토양을 분리 회수할 수 있으며, 이를 통해, 재생되는 토양의 양을 증가시키면서, 후속되는 처리 대상의 양을 감소시키고 처리 대상의 입도 분포를 축소시켜 후속 단계에서의 처리 효율을 증진시킬 수 있다. As described above, unimproved soil that can be recycled from the contaminated soil to the aggregate immediately after the additional post-treatment step can be separated and recovered through simple particle size separation, as in step a), whereby the amount of soil to be regenerated , The amount of the subsequent object to be treated can be reduced and the particle size distribution of the object to be treated can be reduced to enhance the processing efficiency in the subsequent step.
a) 단계의 제1입도 분리는 진동식 체가름(vibrating screen)에 의해 수행될 수 있는데, 진동식 체가름을 이용하여 제1입도분리를 수행함으로써, 해쇄와 같은 전처리 없이 오염 지역으로부터 처리장으로 이송된 오염토양으로부터 바로 오염 토양을 분리 회수할 수 있으며, 시간당 처리되는 오염토양의 양인 처리율을 높일 수 있다. 구체적으로, 제1입도 분리를 위한 진동식 체가름시, 체눈의 크기는 18mm 내지 22mm일 수 있으며, 제1입도 분리시 체눈의 크기를 18mm 내지 22mm로 설정함으로써, 이온크로마토그래피 분석상 Pb, Zn, Cu 및 Ni가 55ppm이하, 15ppm이하, 25ppm이하 및 10ppm이하인 미오염 토양을 회수할 수 있다. 상세하게, 체눈의 크기가 18mm 내지 22mm인 진동식 체가름을 통해, 체를 통과하지 못한 토양은 미오염 토양으로, 체를 통과한 토양은 제1오염토양으로 분리 회수할 수 있다. The first granular separation in step a) can be carried out by a vibrating screen. By carrying out the first granular separation using a vibrating sieve, the contamination transferred from the polluted area to the treatment site without pretreatment such as cracking The contaminated soil can be separated and recovered directly from the soil, and the throughput, which is the amount of contaminated soil treated per hour, can be increased. Specifically, when the oscillating body for the first particle size separation is drawn, the size of the sieve can be 18 to 22 mm. By setting the size of the sieve during the first particle size separation to 18 to 22 mm, Pb, Zn, Cu and Ni of not more than 55ppm, not more than 15ppm, not more than 25ppm and not more than 10ppm can be recovered. In detail, the soil that has not passed through the sieve through the vibration type sieve having the sieve size of 18 mm to 22 mm can be separated into the non-contaminated soil and the soil passing through the sieve can be separated and recovered as the first contaminated soil.
이후, 도 1에 도시한 바와 같이, b) 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 해쇄된 제1오염 토양을 제2 입도 분리하여, 중금속 파편을 함유하는 제2오염 토양과 제3오염 토양을 분리하는 단계(s200)가 수행될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 1, b) after the separated first contaminated soil is crushed, the first contaminated soil is subjected to second particle separation, and the second contaminated soil containing heavy metal fragments and the third contaminated soil (S200) may be performed.
제1입도 분리시 체를 통과한 산물인 제1오염 토양은 해쇄과정을 거치게 되는데, 이러한 해쇄과정은 중금속과 다른 맥석과의 단체분리 내지는 토양을 구성하는 골재 표면에 붙어있는 중금속의 박리 및 세척을 위한 과정일 수 있다. The first contaminated soil, which is the product that passed through the sieve during the separation of the first granulated soil, is subjected to a decontamination process. Such a decontamination process is a process of separating heavy metals and other gangue, or peeling and washing heavy metals attached to the surface of the aggregate constituting the soil Lt; / RTI >
제1오염 토양의 해쇄과정에서, 볼밀, 로드밀, 아지테이터(agitator), 어트리션 스크러버(attrition scrubber), 초음파(untrasonic) 인가등 종래 알려진 다양한 방법이 고려될 수 있다. 본 발명은 a) 단계를 통해 미 오염 토양을 분리하고 잔류하는 제1오염토양을 해쇄한 후, 일정한 입도분포 이상은 비중선별을 이용하여 토양을 재생하고, 일정 입도분포 이하는 습식 싸이클론과 부유선별에 의해 토양을 재생함에 따라, 제1오염 오염토양의 해쇄과정은 어트리션 스크러버(attrition scrubber) 및/또는 초음파(untrasonic) 인가에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 제1오염 토양의 해쇄과정시의 과도한 물리적 충격에 의해 원치 않는 미립입자의 생성을 방지할 수 있으며, 토양을 구성하는 구성성분별 입도분포를 과도하게 훼손하지 않고 비중선별 및/또는 부유선별에 적합한 입도 분포가 확보되면서, 골재 표면에 붙어있는 중금속의 박리 및 세척이 수행될 수 있다.Various methods known in the prior art can be considered in the process of decontaminating the first contaminated soil, such as a ball mill, a rod mill, an agitator, an attrition scrubber, and an untrasonic applicator. The present invention relates to a method for regenerating soil by regenerating a soil by separating a non-contaminated soil and removing the remaining first contaminated soil through a), regenerating the soil using specific gravity selection for a predetermined particle size distribution, As the soil is regenerated by screening, it is preferable that the first contaminated soil is crushed by an attrition scrubber and / or an untrasonic application. As a result, it is possible to prevent the generation of unwanted fine particles due to excessive physical impact during the decontamination process of the first contaminated soil, and it is possible to prevent the undesirable particle size distribution and / The separation and washing of heavy metal attached to the aggregate surface can be performed while ensuring a particle size distribution suitable for sorting.
제1오염 토양의 해쇄가 수행된 후, 해쇄된 제1오염 토양을 입도 분리하는 제2입도분리 단계가 수행될 수 있으며, 제2입도분리 단계에 의해, 제1오염 토양으로부터 중금속 파편을 함유하는 제2오염 토양과 제3오염 토양이 분리 회수될 수 있다. 상세하게, 상기 제2입도 분리는 진동식 체가름에 의해 수행될 수 있는데, 제2입도 분리를 진동식 체가름을 통해 수행함으로써, 중금속 파편을 함유하는 토양과 파편을 함유하지 않는 토양을 분리할 수 있고, 입도 분리 단계에서 원치 않는 미립입자의 생성을 방지할 수 있으며, 오염토양의 처리율을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 해쇄된 제1오염 토양을 진동식 체가름으로 입도분리하여, 체를 통과하지 못한 산물을 제2오염 토양으로, 체를 통과한 산물을 제3오염 토양으로 분리 회수할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 체눈의 크기가 1mm 내지 5mm인 진동식 체가름을 이용하여, 1mm 내지 5mm의 체를 통과하지 않는 산물을 제2오염토양으로, 1mm 내지 5mm의 체를 통과한 산물을 제3오염토양으로 분리회수함으로써, 탄환 파편과 같은 중금속 파편을 주 오염원으로 함유하는 토양과 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 일라이트, 머스커바이트와 같은 점토 광물에 흡착된 중금속을 함유하는 토양으로 분리 회수할 수 있다.After the first contaminated soil has been crushed, a second granulation separation step may be performed to granulate the first contaminated soil that has been shredded, and by the second granulation separation step, The second contaminated soil and the third contaminated soil can be separated and recovered. In detail, the second particle size separation can be carried out by a vibrating sieve separation. By performing the second particle size separation through the oscillating sieve, the soil containing the heavy metal debris and the soil without the debris can be separated , It is possible to prevent the generation of unwanted fine particles in the particle size separation step and to improve the treatment rate of the contaminated soil. More specifically, the first contaminated soil that has been shredded can be separated into particles of a shaking body, so that a product that has not passed through the sieve can be separated into a second contaminated soil and a product that has passed through the sieve can be separated and recovered as a third contaminated soil. More specifically, a product that does not pass through a sieve of 1 mm to 5 mm is used as a second contaminated soil, and a product that has passed through a sieve having a size of 1 mm to 5 mm is used as a third contamination By separating into and recovering from the soil, it is possible to separate and recover the soil containing heavy metal fragments such as bullet fragments as the main pollution source and the soil containing heavy metals adsorbed to clay minerals such as kaolinite, montmorillonite, ilite and muscovite.
상술한 바와 같이, 해쇄된 제1오염토양을 입도분리하는 제2 입도 분리는 중금속 파편(산화된 중금속을 포함함)을 주 오염원으로 함유하는 토양(제2오염토양)과 점토 광물에 흡착된 중금속이 주 오염원인 토양(제3오염토양)으로 분리하는 단계이며, 이러한 제2 입도 분리에 의해 제2오염토양은 토양 구성 입자의 표면에 부착된 중금속 파편과 토양 입자간의 단체 분리를 위한 전처리 후, 비중선별을 통해 토양을 정화할 수 있으며, 제3오염토양은 흡착된 중금속을 박리하기 위한 전처리 후, 습식 싸이클론과 부유선별을 이용하여 토양을 정화할 수 있다.As described above, the second granular separation for granulating the first contaminated soil is carried out by mixing the soil (the second contaminated soil) containing heavy metal fragments (including oxidized heavy metal) as the main pollutant and the heavy metal And the second contaminated soil is separated into soil (third contaminated soil), which is a main pollutant source. After the second contaminated soil is pretreated for collective separation between heavy metal fragments and soil particles adhering to the surface of the soil constituent particles, The soil can be purified through specific gravity screening, and the third contaminated soil can be purified by wet cyclone and float sorting after pretreatment to strip adsorbed heavy metals.
즉, 제2 입도분리를 통해 오염 상태가 서로 상이한 토양을 분리 회수한 후, 오염 상태에 따라 그 처리 방법을 달리함으로써, 오염토양의 처리율 뿐만 아니라, 재생되는 토양의 중금속 제거 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. That is, by separating and recovering the soil having different contamination states through the second particle size separation and varying the treatment method according to the polluted state, not only the treatment rate of the contaminated soil but also the remarkable improvement of the heavy metal removal efficiency of the regenerated soil .
상세하게, 분리 회수된 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수(s300)하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론(hydrocyclone)을 이용하여 분쇄된 제3오염 토양으로부터 일정 크기 미만의 미립 오염토양인 제4오염 토양과 일정 크기 이상의 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리(s400)하는 단계가 수행될 수 있다.Specifically, after separating and recovering the second contaminated soil, the first purified soil and the first heavy metal mineral are separated and recovered (s300) by using specific gravity sorting, and the third contaminated soil is crushed, a fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size smaller than a predetermined size, and a fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size larger than a predetermined size, are separated (s400) from the ground third polluted soil using hydrocyclone.
보다 상세하게, 분리 회수된 제2오염 토양의 분쇄는 토양 입자에 부착된 중금속 및/또는 중금속의 산화에 의해 형성되는 중금속 산화물과 토양 입자를 단체 분리 시키기 위해 수행될 수 있다. 구체적으로, 제1 입도 분리 및 제2 입도 분리에 의해 분리 회수되는 제2오염 토양은 제1 입도분리시의 체를 통과하며, 제2 입도분리시의 체를 통과하지 못하는 산물임에 따라, 18mm 내지 22mm 이하의 크기를 가지며 1mm 내지 5mm 이상의 크기를 가질 수 있다. More specifically, the pulverization of the second contaminated soil which has been separated and recovered can be carried out in order to separate the soil particles from the heavy metal oxide which is formed by oxidation of heavy metals and / or heavy metals attached to the soil particles. Specifically, the second contaminated soil, which is separated and recovered by the first particle size separation and the second particle size separation, is a product that passes through the sieve during the first particle size separation and does not pass through the sieve during the second particle size separation, To 22 mm or less and may have a size of 1 mm to 5 mm or more.
이러한 제2오염 토양의 크기를 고려하여, 토양 입자와 중금속 및/또는 중금속 산화물의 단체 분리를 위한 제2오염토양의 분쇄는 충격력과 압축력이 주가 되는 콘 크러셔를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 이때, 콘 크러셔의 우산형 축과 볼라이너간의 간격은 비중 선별에 의한 중금속의 선별 효율을 최대화하기 위해, 10 내지 15mm의 간격으로 조정될 수 있다. In consideration of the size of the second contaminated soil, it is preferable that the second contaminated soil for the sole separation of soil particles and heavy metals and / or heavy metal oxides is crushed by using a cone crusher predominant in impact force and compressive force. At this time, the gap between the umbrella shaft of the cone crusher and the ball liner can be adjusted to an interval of 10 to 15 mm in order to maximize the sorting efficiency of heavy metals by specific gravity selection.
제2오염 토양의 분쇄가 수행된 후, 비중 선별에 의해 중금속과 재생된 토양인 제1정화토가 분리회수될 수 있는데, 비중 선별은 지그 세퍼레이터를 이용하여 수행될 수 있다. 지그 세퍼레이터는 수직 상하로 왕복 움직이는(맥동 운동) 수류 속에서 무거운 광물은 가벼운 광물보다 하층으로 침강하게 되고, 가벼운 광물은 상층으로 모여 흘러가게 함으로써, 무거운 입자와 가벼운 입자를 분리 회수하는 방법이다. 상술한 바와 같이, 제1입도 분리와 제2입도 분리에 의해 중금속 파편을 함유하거나 중금속 파편이 붙어있는 토양을 제2오염 토양으로 분리하며, 제2오염토양이 일정한 입도분포를 갖도록 기 조절하고, 이러한 입도분포하, 콘 크러셔를 이용하여 중금속 및/또는 중금속 산화물과 토양 입자를 축소 또는 단체분리시킴에 따라, 제2오염토양이 균일한 입도를 가질 수 있어, 지그 세퍼레이터를 통해 매우 효과적으로 중금속(제1중금속광물)과 정화토(제1정화토)를 분리 회수할 수 있다. After the second contaminated soil is crushed, the first cleaned soil, which is the regenerated soil, can be separated and recovered by selecting the non-specific gravity. The specific gravity can be selected using a jig separator. The jig separator is a method of separating heavy and light particles by making the heavy minerals sink to the lower layer than the light minerals and the light minerals are collected and flowed in the upper layer in the reciprocating movement (pulsating motion). As described above, the soil having heavy metal debris or heavy metal debris is separated into the second contaminated soil by the first particle separation and the second particle separation, the second contaminated soil is controlled to have a uniform particle size distribution, The second contaminated soil can have a uniform particle size by reducing or collectively separating the heavy metal and / or heavy metal oxide and the soil particles using the cone crusher under such a particle size distribution, 1 heavy metal mineral) and purified soil (first purified soil) can be separated and recovered.
제3오염 토양은 상술한 바와 같이, 제2오염토양과는 다른 형태로 토양이 오염된 것인데, 이러한 오염의 형태(즉, 점토광물에 의한 중금속 흡착과 같은)에 의해, 제3오염 토양의 분쇄는 흡착된 중금속을 박리시킬 수 있는 분쇄방법을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 흡착된 중금속의 박리를 위한 제3오염 토양의 분쇄는 어트리션 스크러버(attrition scrubber), 초음파(ultrasonic), 로드밀(rod mill) 및 볼밀(ball mill)에서 하나 이상 선택되는 수단을 이용하여 수행될 수 있다. 흡착된 중금속의 효과적인 박리를 위해, 바람직하게는 어트리션 스크러버에 의한 분쇄가 수행된 후 초음파 인가가 순차적으로 수행되거나, 로드밀 및/또는 볼밀이 수행된 후 초음파 인가가 순차적으로 수행되어 제3오염 토양의 분쇄가 이루어질 수 있다. As described above, the third contaminated soil is contaminated with the soil in a form different from the second contaminated soil. By this type of contamination (i.e., heavy metal adsorption by the clay mineral), the third contaminated soil is crushed Is preferably carried out using a pulverizing method capable of peeling off the adsorbed heavy metal. The crushing of the third contaminated soil for the removal of the adsorbed heavy metal is carried out using one or more means selected from an attrition scrubber, ultrasonic, rod mill and ball mill . In order to effectively remove the adsorbed heavy metal, it is preferable that the grinding by the induction scrubber is performed and then the ultrasonic application is performed sequentially, or the rod mill and / or the ball mill are performed and then the ultrasonic application is sequentially performed, Crushing of contaminated soil can be accomplished.
제3오염 토양의 분쇄가 이루어진 후, 습식 싸이클론을 이용하여 분쇄된 제3오염 토양으로부터 일정 크기 미만의 미립 오염토양인 제4오염 토양과 일정 크기 이상의 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계가 수행될 수 있다.After the third contaminated soil is crushed, the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil smaller than a predetermined size, and the fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a predetermined size or larger, are separated from the third contaminated soil ground using a wet cyclone Step can be performed.
다양한 방법으로 제3오염 토양의 분쇄 후, 분쇄된 제3오염토양을 비중선별이나 부유선별을 통해 중금속을 분리한다 하더라도, 그 중금속 제거율은 최대 60% 밖에 가능하지 않으며, 특히 Zn을 일정 수준 이하로 제거할 수 없는 한계가 있다.Even if heavy metals are separated from the third contaminated soils by various methods such as non-specific graining or floating sorting, the removal rate of heavy metals is only 60% at maximum, There is a limit that can not be removed.
본 출원인은 매우 다양한 분쇄방법과 중금속의 박리방법, 매우 다양한 입도 분리, 비중선별, 부유선별과 같은 물리적 선별을 이용하여 오염토양으로부터 중금속을 제거하여 정화토를 제조하고자 노력한 바, 중금속에 오염된 극히 미세한 입자들에 의해 일정 제거율 이하로 중금속이 제거되지 않음을 발견하였으며, 부유선별을 통해 상술한 제3오염토양으로부터 70%, 구체적으로 80% 이상으로 중금속이 제거된 정화토를 얻기 위해서는 습식 싸이클론을 이용하여 이러한 극 미세 입자들을 부유선별 전 제거해야 함을 발견하였다. 나아가, 물리적 선별 전, 습식 싸이클론을 이용한 극 미세 입자들의 선 분리가, 군부대의 사격장과 같이 미세 중금속 오염이 발생하는 토양의 처리에 매우 효과적임을 발견하였다. Applicants have attempted to produce a purified soil by removing heavy metals from contaminated soil using a wide variety of pulverization methods, heavy metal removal methods, very wide variety of particle separation, specific gravity separation, and floating sorting, It was found that the heavy metals were not removed by the fine particles to a certain extent or less. In order to obtain the purified soil from which the heavy metals were removed from the third contaminated soil by the floating sorting to 70%, specifically 80% To remove these very fine particles before flotation. Furthermore, it was found that the line separation of ultrafine particles using a wet cyclone before physical sorting is very effective in the treatment of soil where micro-heavy metal contamination occurs, such as the shooting range of a military unit.
구체적으로, 부유선별시, 10 내지 25μm 이하의 극 미세 입자들(중금속에 오염된 극 미세 입자들)에 중금속 제거율이 현저하게 감소할 수 있음에 따라, 습식 싸이클론시 극미세 입자의 제거 기준이 되는(즉, 분급 기준이 되는) 일정 크기는 10 내지 25μm일 수 있다. Specifically, since the heavy metal removal rate can be remarkably reduced in the ultrafine particles (ultrafine particles contaminated with heavy metals) of 10 to 25 μm or less in float sorting, the removal criterion of the ultrafine particles in the wet cyclone is The predetermined size (that is, the classification standard) may be 10 to 25 mu m.
보다 구체적으로, 분쇄된 제3오염 토양으로부터 10 내지 25μm 미만의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제4오염 토양과 10 내지 25μm 이상의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계가 수행될 수 있으며, 제3오염 토양에서 극미세 오염토양이 제거된 제5오염 토양을 대상으로 부유선별이 수행될 수 있다.More specifically, a step of separating a fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of less than 10 to 25 μm from the ground third contaminated soil, and a fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of 10 to 25 μm or more, is carried out And float sorting may be performed on the fifth contaminated soil from which the ultrafine contaminated soil has been removed from the third contaminated soil.
부유선별시 광액 농도는 10 내지 25 중량%일 수 있으며, 부유선별에 의해 토양으로부터 중금속을 제거하는데 통상적으로 사용되는 포집제 및/또는 기포제와 같은 부유선별을 위한 첨가제가 광액에 추가될 수 있다. 비 한정적인 일 예로, 포집제는 Na3PS2O2일 수 있으며, 기포제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, Aerofroth 65 Frother(Cytec Co., USA), Aerofroth 67 Frother(Cytec Co., USA)과 같은 폴리글리콜류나 파인 오일(Pine Oil)일 수 있으며, 포집제는 광액 1톤당 300 내지 800g 투입될 수 있으며, 기포제는 광액 1톤단 20g 내지 70g 투입될 수 있다.The concentration of the liquid at the time of float sorting can be from 10 to 25% by weight and an additive for float sorting, such as collecting agents and / or foaming agents commonly used to remove heavy metals from the soil by float sorting, can be added to the liquid. As a non-limiting example, the entrapping agent may be Na 3 PS 2 O 2 and the foaming agent may be polyethylene glycol, polypropylene glycol, Aerofroth 65 Frother (Cytec Co., USA), Aerofroth 67 Frother (Cytec Co., USA) And may be 300 mg to 800 g per ton of the optical fluid. The foaming agent may be added in an amount of 20 g to 70 g per ton of the optical fluid.
부유선별은 정선 및 1 내지 5회의 청소부선을 포함할 수 있으며, 부유선별시 최종적으로 수득되는 광미가 정화토(제2정화토)로 분리 회수될 수 있으며, 부유선별시 수득되는 정광(들)이 중금속광물로 분리 회수될 수 있다. The float sorting may include a straight line and a cleaning line of 1 to 5 times. The tailings obtained at the time of float sorting may be separated and recovered by the purified soil (second purified soil), and the concentrate (s) It can be separated and recovered by the heavy metal minerals.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 오염 토양으로부터 미 오염 토양을 우선적으로 분리 회수한 후, 오염된 토양만을 처리하여 처리 효율을 높일 수 있으며, 미오염 토양을 우선적으로 분리 한 후, 실질적으로 오염된 오염 토양을 입도분리하여, 오염 상태가 서로 상이한 제2오염 토양과 제3오염토양을 분리한 후, 오염 상태에 따라 제2오염토양과 제3오염 토양의 처리를 달리하여, 토양의 처리 효율과 중금속 제거율을 향상시킬 수 있으며, 나아가, 부유선별이나 비중선별과 같은 물리적 방법으로는 제거되지 않아 중금속 제거율을 떨어뜨리는 오염 미분들을 습식 싸이클론을 이용하여 선별 분리 제거한 후, 부유 선별을 수행하여 중금속 제거율을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the method for treating heavy metal contaminated soil according to the present invention can improve the treatment efficiency by treating only contaminated soil after preferentially separating and recovering un-contaminated soil from contaminated soil, and preferentially separating After separating the contaminated soil from the contaminated soil, the second contaminated soil and the third contaminated soil, which have different contamination states, are separated from each other, and then the treatment of the second contaminated soil and the third contaminated soil In addition, it is possible to improve the treatment efficiency of the soil and the removal rate of the heavy metal, and furthermore, the contaminated fine particles which can not be removed by the physical methods such as floating sorting and specific gravity sorting are reduced by the wet cyclone, There is an advantage that the removal rate of the heavy metal can be remarkably improved by performing floating sorting.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법의 공정도를 도시한 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 습식 사이클론에 의해 분리 회수된 일정 크기 미만의 미립 오염토양인 제4오염 토양을 화학적으로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상세하게, 중금속 추출 용액을 이용하여, 제4오염 토양으로부터 중금속을 추출 제거하여 제3정화토를 회수하는 단계(s600)를 더 포함할 수 있다.FIG. 2 is a process diagram of a method for treating heavy metal contaminated soil according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a method of treating heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention includes a wet cyclone Treating the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil that is separated and recovered by the first and second collectors, of less than a predetermined size. More specifically, the method may further include the step (s600) of recovering the third purified soil by extracting and removing heavy metals from the fourth contaminated soil using the heavy metal extraction solution.
중금속으로 오염된 극 미립입자은 부유선별이나 비중선별로는 분리 제거가 극히 어려운 오염원이며, 이에 의해 물리적 선별에 의해서는 중금속 제거율을 일정제거율 이하로 얻어질 수 밖에 없다. 본 발명은 상술한 바와 같이, 습식 싸이클론에 의해 중금속으로 오염된 극 미립입자들을 제4오염토양으로 분리 회수한 후, 중금속으로 오염된 극 미립입자들이 제거된 제5오염토양을 부유선별하여 정화된(재생된) 토양을 제조할 수 있다.The extremely fine particles contaminated with heavy metals are pollution sources that are extremely difficult to separate and remove by floating or non-specific gravity separation. Therefore, the heavy metal removal rate must be less than a certain removal rate by physical sorting. The present invention, as described above, separates and collects the extremely fine particles contaminated with a heavy metal by the wet cyclone into the fourth contaminated soil, then floats the fifth contaminated soil from which the extremely fine particles contaminated with heavy metals have been removed, (Regenerated) soil can be produced.
이때, 중금속으로 오염된 극 미립자들을 함유하는 제4오염토양은 화학적 처리에 의해 정화될 수 있으며, 상세하게, 중금속 추출 용액을 이용하여 제4오염토양에 함유된 중금속을 추출 제거함으로써 제4오염토양을 정화할 수 있다.In this case, the fourth contaminated soil containing the fine particles contaminated with heavy metals can be purified by a chemical treatment. Specifically, heavy metals contained in the fourth contaminated soil are extracted and removed by using a heavy metal extraction solution, Can be cleaned.
구체적으로, 중금속 추출 용액은 시트르산(citric acid), 에틸렌디아민사아세트산(EDTA; ethylene diamine tetraacetic acid) 및 옥살산(oxalic acid)에서 하나 이상 선택된 산을 함유할 수 있다. 중금속 추출 용액은 시트르산(citric acid), 에틸렌디아민사아세트산(EDTA; ethylene diamine tetraacetic acid) 및 옥살산(oxalic acid)에서 하나 이상 선택된 산을 0.1 내지 5M 농도로 함유할 수 있으며, 제4오염토양과 중금속 추출 용액은 1 : 1 내지 20의 부피비로 혼합될 수 있다. 중금속 추출 용액을 이용하여 제4오염토양으로부터 중금속을 추출 제거는 상온에서 수행될 수 있으며, 용이한 추출을 위해 교반이 수행될 수 있음은 물론이다. Specifically, the heavy metal extraction solution may contain at least one acid selected from citric acid, ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA), and oxalic acid. The heavy metal extraction solution may contain one or more acid selected from citric acid, ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) and oxalic acid at a concentration of 0.1 to 5M, and the fourth contaminated soil and heavy metal The extraction solution may be mixed in a volume ratio of 1: 1 to 20. Extraction and removal of heavy metals from the fourth contaminated soil using heavy metal extraction solution can be performed at room temperature and stirring can be performed for easy extraction.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법의 공정도를 도시한 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리방법은 제5오염토양에 대한 부유 선별이 수행된 후, 선광 테이블(concentrating table) 또는 원심력농축기(Centrifugal Concentrator)를 이용하여, 부유선별의 광미(Tailing)인 제2정화토에 잔류하는 중금속을 제거하여 제4정화토를 회수하는 단계(s700)를 더 포함할 수 있다.FIG. 3 is a process diagram of a method for treating heavy metal contaminated soil according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the method for treating heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention includes After float sorting for the contaminated soil was carried out, the heavy metals remaining in the second purification soil, which is the tailing of float sorting, were removed using a concentrating table or a centrifugal concentrator, And recovering the soil (S700).
이러한 선광 테이블 또는 원심력농축기를 이용하여, 부유선별의 광미(제2정화토)에 잔류하는 중금속을 추가로 제거함으로써, 중금속 중 분리 제거하기 어려운 Zn 또한 75%이상의 제거율로 제거 가능하며, 특히 원심력농축기를 이용하여 광미에 잔류하는 중금속을 추가 제거함으로써 Zn 제거율이 83%에 이를 수 있다.By further removing heavy metals remaining in the tailings (second purified soil) by float sorting using such a beneficiation table or centrifugal force concentrator, it is possible to remove Zn, which is difficult to separate and remove in heavy metals, at a removal rate of 75% or more, The removal of residual heavy metals in the tailings can lead to a Zn removal rate of 83%.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속 오염 토양의 처리 방법은 체눈의 크기가 18mm 내지 22mm인 진동식 체가름(vibrating screen)을 이용하여 중금속 오염 토양을 미오염 토양과 제1오염 토양으로 분리하는 단계; 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 체눈의 크기가 1mm 내지 5mm인 진동식 체가름(vibrating screen)을 이용하여 해쇄된 제1오염 토양을 제2오염 토양과 제3오염 토양으로 분리하는 단계; 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 분쇄된 제2오염 토양으로부터 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론을 이용하여, 분쇄된 제3오염 토양으로부터 10 내지 25μm 미만의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제4오염 토양과 10 내지 25μm 이상의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계; 제5오염 토양을 부유선별하여 광미인 제2정화토 및 정광인 제2중금속광물을 분리 회수하는 단계; 선광 테이블(concentrating table) 또는 원심력농축기(Centrifugal Concentrator)를 이용하여, 부유선별에 의해 분리 회수된 광미에 잔류하는 중금속을 다시 한번 제거하여 제4정화토를 회수하는 단계; 및 중금속 추출 용액을 이용하여, 제4오염 토양으로부터 중금속을 추출 제거하여 제3정화토를 회수하는 단계;를 포함할 수 있다. 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 방법은 특히, 사격장 내 오염지역으로부터 회수된 오염 토양의 처리에 바람직하다.Specifically, the method for treating heavy metal contaminated soil according to an embodiment of the present invention separates a heavy metal contaminated soil into a non-contaminated soil and a first contaminated soil using a vibrating screen having a sieve size of 18 mm to 22 mm ; Separating the first contaminated soil after the separated first contaminated soil into a second contaminated soil and a third contaminated soil using a vibrating screen having a sieve size of 1 mm to 5 mm; After the second contaminated soil is crushed, the first cleaned soil and the first heavy metal mineral are separated and recovered from the crushed second contaminated soil using specific gravity selection, the third contaminated soil is crushed, and then the wet cyclone is used Separating the fourth contaminated soil, which is a micropolluted soil having a size of less than 10 to 25 占 퐉, from the ground third polluted soil, and the fifth contaminated soil, which is a micropolluted soil having a size of 10 to 25 占 퐉 or more; Separating and recovering the second polluted soil and the second heavy metal mineral which is the concentrate by floating the fifth polluted soil; Recovering the fourth purified soil by removing heavy metals remaining in the tailings separated and collected by float sorting using a concentrating table or a centrifugal concentrator; And extracting the third purified soil by extracting and removing heavy metals from the fourth contaminated soil using the heavy metal extraction solution. The above-described treatment method according to one embodiment of the present invention is particularly preferable for the treatment of contaminated soil recovered from a contaminated area in a shooting range.
본 발명의 일 실시예에 따른 처리 방법에 있어, 상술한 미 오염토양, 제1정화토, 제3정화토, 제4정화토 또는 이들의 혼합물은 골재 또는 일반 토양으로 재활용 가능하다.
In the treatment method according to an embodiment of the present invention, the above-mentioned uncontaminated soil, the first purified soil, the third purified soil, the fourth purified soil, or a mixture thereof can be recycled as aggregate or general soil.
이하, 국내 미군기지 사격장에서 오염된 토양을 처리 대상으로 하여, 본 발명에 따른 처리 방법의 우수함을 실험적으로 입증하나, 본 발명이 하기에 제시되는 실시예에 의해 한정되어 해석될 수 없음은 물론이다.
Although it is experimentally proved that the treatment method according to the present invention is excellent in treating contaminated soil at a domestic US basin shooting range, it is needless to say that the present invention can not be construed to be limited by the following embodiments .
(실시예)(Example)
도 4는 국내 미군기지 사격장에서 표준샘플링하여 채취된 오염 토양 시료의 X-선 회절 분석 결과로, 도 1과 같이, 오염 토양의 광물은 Quartz, Albite, Montmorillonite, Chlorite, Muscovite, Illite, Biotitie, Magnesiohornblende, Kaolinite로 구성된 것을 알 수 있다. FIG. 4 shows the results of X-ray diffraction analysis of contaminated soil samples sampled at standard US military bases at the US military bases. As shown in FIG. 1, the minerals of the contaminated soil were Quartz, Albite, Montmorillonite, Chlorite, Muscovite, Illite, Biotitie, Magnesiohornblende , And kaolinite.
오염토양 시료를 토양오염공정정시험법에 의하여 이온크로마토그래피(ICP)를 이용하여 오염된 중금속량을 측정한 결과, 표 1과 같이 Pb이 6,050ppm, Cu가 2,815ppm, Zn가 280ppm으로 높게 나타났고 Cd, As, Cr, Ni은 토양오염우려기준에 적합한 것으로 나타났다. 따라서 주 오염 중금속물질은 Pb, Zn 및 Cu임을 알 수 있다. The amount of contaminated heavy metals was measured by ion chromatography (ICP) according to the soil pollution process test method. As shown in Table 1, Pb was 6,050 ppm, Cu was 2,815 ppm, and Zn was 280 ppm Cd, As, Cr and Ni were found to be suitable for soil pollution concerns. Therefore, it can be seen that the main polluted heavy metals are Pb, Zn and Cu.
(표 1)(Table 1)
오염된 토양의 입도분포를 확인하기 위하여 표준체를 사용하여 20mm부터 325mesh까지 습식체가름을 수행하였으며, 그 결과를 표 2에 도시하였다. 표 2를 포함한 이후의 표에서 입단에 기재된 '+크기1'은 크기1의 체를 통과하지 못한 산물 즉, 크기1 이상의 입도를 갖는 산물을 의미하며, '-크기2'는 크기2의 체를 통과한 산물, 즉, 크기2 이하의 입도를 갖는 산물을 의미한다. 일 예로, '-10mesh ~ +16mesh'는 10 mesh의 체를 통과하며 16 mesh의 체를 통과하지 못한 산물을 의미하며, -20㎛는 20㎛ 이하의 크기를 갖는 산물을 의미한다. 습식체가름 수행결과 표 2에 나타낸 것과 같이 20mm 이상의 산물은 2.61wt% 이고, 325mesh 이하의 미립자 산물은 13.04wt%로 나타났다. 습식체가름 실험 후 20mm 이상의 산물에서는 오염물질의 원인인 사격장 탄환이 관찰되지 않았고, 20mm의 체를 통과하며 10mesh의 체를 통과하지 못한 산물에서는 탄환파편이 도 5와 같이 관찰되었다. In order to confirm the particle size distribution of the contaminated soil, a wet body sieving was performed from 20 mm to 325 mesh using a standard, and the results are shown in Table 2. In the following table including Table 2, '+ size 1' described in the table means a product that does not pass through a sieve of size 1, that is, a product having a size of 1 or more, and '-size 2' Means a product that has passed through, that is, a product having a particle size of 2 or less in size. For example, '-10mesh ~ + 16mesh' means a product that passes through a sieve of 10 mesh and does not pass through a sieve of 16 mesh, and -20㎛ means a product with a size of 20㎛ or less. As shown in Table 2, the product of 20 mm or more was 2.61 wt%, and the product of 325mesh or less was 13.04 wt%. As a result, it was observed that the product of 20 mm or more was not observed in the shotgun bullet which is the cause of the pollutant, and the bullet fragment was observed in the product which passed through the 20 mm sieve and failed to pass through the sieve of 10 mesh.
또한, 10mesh 이하의 산물을 주사전자현미경(SEM-EDS, JSM-6390A, Jeol社, Japan)으로 관찰한 결과 도 6과 같이 Cu, Pb, Zn 가 주성분으로 되어있는 탄환에 의한 오염이 관찰되었다. 이때, 도 6의 상측 도면은 오염 토양의 주사전자 현미경 사진이며, 하측 도면은 도 6의 상측 도면으로 관찰된 토양을 EDS 분석한 결과이다.Further, as a result of observation with a scanning electron microscope (SEM-EDS, JSM-6390A, Jeol Co., Japan) of products having a size of 10mesh or less, contamination due to bullets mainly composed of Cu, Pb and Zn was observed as shown in FIG. 6 is a scanning electron microscope photograph of the contaminated soil, and the lower drawing is the result of EDS analysis of the soil observed in the upper drawing of FIG.
(표 2)(Table 2)
사격장내 오염토양을 20mm 습식진동체로 20mm 이상의 산물과 20mm 이하의 산물로 체가름 하였다. 20mm 이하의 산물(제1오염 토양)을 대상으로, 어트리션 스크러버를 이용하여 해쇄를 수행한 후, 10mm 습식진동체를 이용하여 10mm 이상의 산물(제2오염 토양)과 10mm 이하의 산물(제3오염 토양)으로 체가름 하였다.The contaminated soil in the shooting range was sieved with a 20 mm wet vibrator and 20 mm or more and 20 mm or less. (First contaminated soil) of 10 mm or less and a product of 10 mm or less (second contaminated soil) using a 10 mm wet vibrator, 3 contaminated soil).
이후, 오프닝(opening) 간격이 13mm로 조절된 콘 크러셔를 이용하여 10mm 이상의 산물을 분쇄 한 후, 지그 세퍼레이터를 이용하여 10mm 이상의 산물로부터 중금속을 제거하여 정화토(제1정화토)를 얻었다.Thereafter, a conical crusher having an opening interval of 13 mm was used to crush a product having a diameter of 10 mm or more, and then a heavy metal was removed from a product having a diameter of 10 mm or more using a jig separator to obtain a purified soil (first purified soil).
10mm 이하의 산물(제3오염토양)을 전량 1400W 초음파 인가 또는 어트리션 스크러버(700rpm, 10분)로 분쇄한 후, 습식 사이클론을 이용하여 20㎛이하 산물을 분리 제거하였다. The product (the third contaminated soil) of 10 mm or less was crushed by 1400 W of ultrasonic waves or an induction scrubber (700 rpm, 10 minutes), and then a product of 20 μm or less was separated and removed using a wet cyclone.
분리된 20㎛ 이하의 산물의 오염 정도 및 3종류(Citric Acid, Ethlylene diamine tetraacetic acid (EDTA), Oxalic Acid) 중금속 추출용액을 사용하여 중금속이 추출 제거된 정화토(제3정화토)의 중금속 제거율을 표 3에 정리 도시 하였다. 중금속 추출 용액의 산 농도는 0.5M이었으며, 20㎛ 이하의 산물 : 중금속 추출 용액의 부피 비는 1 : 10이었으며, 20℃, 24시간동안 250 rpm으로 회분식 교반에 의해 중금속을 추출 제거하였다.Heavy metal removal rate of the purified soil (third purified soil) from which heavy metals were extracted and removed using the extracted contamination degree of the product of 20 ㎛ or less and the three kinds of extracts (Citric Acid, Ethyllene diamine tetraacetic acid (EDTA), Oxalic Acid) Are summarized in Table 3. The acid concentration of the heavy metal extraction solution was 0.5M, and the volume ratio of the product: heavy metal extraction solution of 20μm or less was 1:10, and heavy metals were extracted and removed at 250 rpm at 20 ° C for 24 hours by batch stirring.
(표 3)(Table 3)
표 3에서 알 수 있듯이, 중금속에 오염된 미립입자에서 중금속을 추출 제거하는데, EDTA가 매우 효과적임을 알 수 있다.As shown in Table 3, it can be seen that EDTA is very effective for extracting heavy metals from heavy metal particles contaminated with heavy metals.
습식 싸이클론에 의해, 20㎛ 이하의 산물이 분리된 10mm 이하의 산물(제5오염토양)은 부유선별을 이용하여 중금속을 제거하였다. 부유선별 실험조건은 광액농도 15 중량%이었으며, 조건조에 포집제로 Na3PS2O2를 광액 1톤당 600g 첨가하였고, 기포제로는 Aerofroth 65 Frother(Cytec, USA)를 광액 1톤당 40g/ton 첨가하여 5분간 유지한 후 부유선별기에서 2분간 부유선별을 수행하였다. 1차 부유선별(조선) 수행 후 광미(Tailing)를 다시 한번 2차 부유선별(청소부선)을 수행하였고, 이때 나온 광미를 다시 3차 부유선별(청소부선)을 수행한 후 나온 광미를 마지막으로 4차 부유선별(청소부선)을 수행하여 정화토(Tailing)를 얻었다. The wet cyclone was used to remove heavy metals by float sorting, with products of 10 mm or less in size of 20 μm or less (fifth contaminated soil). The flotation test conditions were 15 wt% of the optical density, 600 g of Na 3 PS 2 O 2 per 1 ton of the optical fluid was added to the conditioner, 40 g / ton of Aerofroth 65 Frother (Cytec, USA) After holding for 5 minutes, flotation sorting was carried out for 2 minutes in a floating separator. After performing the first float sorting (shipbuilding), the second floater sorting (cleaning line) was performed again, and the tailings from the tailings were again subjected to the third float sorting Fourth float sorting (cleaning line) was performed to obtain tailing.
부유선별을 수행하여 얻은 정화토(제2정화토)를 다시 선광 테이블(Concentrating Table, Wilfly, No. 13A, USA)을 사용하여 충격수 150, 반변경사 4°로 다시 한번 중금속을 제거하여 최종 정화토(제4정화토)를 얻었다.The purified soil (second purified soil) obtained by performing float sorting was again subjected to final purification by using a concentrating table (Wilfly, No. 13A, USA) (Fourth purified soil).
아래의 표 4는 각 단계별로 수득되는 정화토의 중량비 및 각 정화토에 잔류하는 중금속 함량 및 중금속 제겨율을 정리 도시한 것이다. 이때, 표 4의 용매 추출 산물은 EDTA에 의해 추출 제거된 경우이다. 이때, 부선 중금속 정광은 부유 선별에 의해 정광으로 분리 회수된 중금속을 의미하며, 비중 중금속 정광은 선광 테이블에 의해 분리 회수된 중금속을 의미하며, 비중 경광물(정화토)는 부유 선별에 의해 분리 회수된 광미를 선광 테이블로 다시 중금속을 제거하여 얻어진 정화토를 의미한다. Table 4 below summarizes the weight ratio of the purified soil obtained in each step, the heavy metal content remaining in each purified soil, and the heavy metal ratio. At this time, the solvent extraction products of Table 4 were extracted and removed by EDTA. The heavy metal concentrate refers to the heavy metal separated and recovered by the beneficiation table, and the non-heavy mineral (purified soil) refers to the heavy metal which is separated and recovered by float sorting. Means a purified soil obtained by removing heavy metals again with a beneficiation table.
(표 4)(Table 4)
아래의 표 5는 표 4의 결과가 얻어진 처리 방법에서, 제3오염토양의 분쇄시, 초음파 인가 대신 로드밀(90rpm, 10분)을 이용하여 분쇄한 것을 제외하고, 동일한 방법을 이용하여 오염토양을 처리한 결과이다. The following Table 5 shows the results of Table 4, except that the pulverization of the third contaminated soil was carried out using a rod mill (90 rpm, 10 minutes) instead of ultrasonic waves, .
(표 5)(Table 5)
아래의 표 6은 표 4의 결과가 얻어진 처리 방법에서, 부유선별에 의해 얻은 정화토(제2정화토)를 대상으로, 선광 테이블 대신 원심력 농축기(Falcon Concentrator, Model SB 40, Canada)를 이용하여 중금속을 제거한 것을 제외하고 동일한 방법을 이용하여 처리한 결과이다. 이때, 비중 중금속 정광은 부유 선별에 의해 분리 회수된 광미를 다시 원심력 농축기로 선별하여 분리 회수된 중금속을 의미하며, 비중 경광물(정화토)는 부유 선별에 의해 분리 회수된 광미를 원심력 농축기로 다시 중금속을 제거하여 얻어진 정화토를 의미한다.
Table 6 below shows the results of the results of Table 4, using the centrifugal force concentrator (Falcon Concentrator,
(표 6)(Table 6)
(비교예)(Comparative Example)
실시예와 동일한 오염 토양 샘플을 이용하고, 실시예와 동일하게 습식 진동 체가름을 수행하여, 20mm 이상의 산물을 오염 토양 샘플로부터 분리한 후, 나머지 20mm 이하의 산물에 대해 어트리션 스크러버를 이용하여 해쇄를 수행하였다.Using the same contaminated soil sample as in the examples, wet oscillator sieving was carried out in the same manner as in the examples, and products having a size of 20 mm or more were separated from the contaminated soil sample, and the remaining 20 mm or less of products were measured with an induction scrubber The shredding was performed.
이후, 어트리션 스크러버에 의해 해쇄된 20mm 이하의 산물을 10 mesh 및 48 mesh의 체를 이용하여, 습식 진동 체가름을 수행하여, 10 mesh의 체를 통과하지 못한 산물(이하, -20mm/+10mesh 산물), 10 mesh의 체를 통과하나 48 mesh의 체를 통과하지 못한 산물(이하, -10mesh/+48mesh 산물) 및 48mesh를 통과한 산물(이하, -48mesh 산물)을 분리하였다.Thereafter, a product of 20 mm or less crushed by an induction scrubber was subjected to a wet vibrator sieving process using a sieve of 10 mesh and 48 mesh to obtain a product (hereinafter referred to as -20 mm / (-10mesh / + 48mesh product) and 48mesh product (hereinafter, -48mesh product) which had passed through sieves of 10 mesh and passed through 48 mesh sieves were separated.
분리된 -20mm/+10mesh 산물은 실시예와 동일하게 콘 크러셔를 이용한 분쇄 및 지그 세퍼레이터를 이용한 비중선별이 수행되었으며, -10mesh/+48mesh 산물은 나선형 비중선별기(Concentrating Spiral Separator)를 이용하여 중금속 정광과 경광물(정화토)로 분리하였다. 나선형 비중선별기의 운전 조건은 30중량%의 광액을 사용하였다. 나선형 비중선별기는 일정농도의 광액을 펌프를 이용하여 상부에 보내면 나선형 홈을 타고 중력의 영향으로 내려갈 때 광석입자들에 작용하는 힘은 중력, 부력, 물의 압력, 원심력, 마찰력등의 작용을 받아 비중이 큰 광물입자들은 홈이 낮은 안쪽으로 모리고 비중이 작은 광물입자들은 물과 함께 나선형 바깥의 높은 곳으로 모이게 되어 이를 분리하게 되는 원리이며, 광물입자크기가 10mesh 내지 48 mesh일 때 가장 효율적인 분리가 가능한 선별 방법이다. The separated -20 mm / + 10 mesh product was subjected to crushing using a cone crusher and non-graining using a jig separator, and a -10 mesh / + 48 mesh product was subjected to a concentrating spiral separator using a heavy metal concentrate And minerals (purified soil). The operating conditions of the spiral gravimetric separator were 30 wt% of a light solution. The spiral gravity sorter uses a pump to send a certain amount of light to the upper part of the spiral groove. When the gravity moves down through the spiral groove, the force acting on the ore particles is affected by gravity, buoyancy, water pressure, centrifugal force, These large mineral particles have low groove depth and small mineral grains are gathered together with water together with the water to the high place outside of the spiral, and they are separated. When the mineral particle size is in the range of 10 mesh to 48 mesh, It is a sorting method.
마지막으로 -48mesh 산물은 미립자 표면에 붙어 있거나 광물 기공속에 들어있는 중금속을 제거하기위하여 아지테이터(agitator), 1400W 초음파 인가 또는 어트리션 스크러버(700rpm, 10분)로 해쇄, 단체분리 또는 토양 표면에 오염된 중금속을 박리한 후, 부유선별을 수행하였다. 부유선별 실험조건은 실시예와 동일하였다. Finally, the -48mesh product is applied to the surface of the microparticles or to the surface of the soil by crushing with an agitator, 1400W ultrasound or an attrition scrubber (700 rpm, 10 min) to remove heavy metals in the mineral pores After the contaminated heavy metals were peeled off, flotation sorting was carried out. The flotation screening test conditions were the same as in the example.
표 7은 비교예에 따른 오염 토양 처리 결과를 정리 도시한 것으로, 아지테이터에 의해 -48mesh 산물에 대한 분쇄가 수행된 경우이다.Table 7 summarizes the results of the contaminated soil treatment according to the comparative example, in which grinding for the -48 mesh product was performed by an agitator.
(표 7)(Table 7)
표 8은 비교예에 따른 오염 토양 처리 결과를 정리 도시한 것으로, 어트리션 스크러버에 의해 -48mesh 산물에 대한 분쇄가 수행된 경우이다.Table 8 summarizes the results of the contaminated soil treatment according to the comparative example, in which the pulverization for the -48 mesh product was performed by an induction scrubber.
(표 8)(Table 8)
이러한 비교예의 결과로부터, 본 발명과 같이 중금속으로 오염된 미립 입자들을 제거하지 않고서는 비중선별이나 부유선별에 의해 오염 토양에 함유된 중금속의 제거율, 특히 Zn의 제거율이 그 한계가 있음을 알 수 있다.From the results of these comparative examples, it can be seen that the removal rate of heavy metals contained in contaminated soil, in particular, the removal rate of Zn, is limited by specific gravity selection or floating selection without removing fine particles contaminated with heavy metals as in the present invention .
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (14)
b) 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 해쇄된 제1오염 토양을 제2 입도 분리하여, 중금속 파편을 함유하는 제2오염 토양과 제3오염 토양을 분리하는 단계;
c) 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론(hydrocyclone)을 이용하여 분쇄된 제3오염 토양으로부터 일정 크기 미만의 미립 오염토양인 제4오염 토양과 일정 크기 이상의 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계; 및
d) 상기 제5오염 토양을 부유선별하여 제2정화토 및 제2중금속광물을 분리 회수하는 단계;
를 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.a) separating the heavy metal contaminated soil from the first contaminated soil, and separating the uncontaminated soil and the first contaminated soil;
b) separating the first contaminated soil from the second contaminated soil by separating the first contaminated soil from the second contaminated soil, and separating the second contaminated soil containing the heavy metal debris from the third contaminated soil;
c) crushing the second contaminated soil, separating and recovering the first purified soil and the first heavy metal mineral using specific gravity selection, crushing the third contaminated soil, pulverizing it using a hydrocyclone Separating the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil less than a predetermined size, from the third contaminated soil, and the fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a predetermined size or more; And
d) separating and collecting the second purified soil and the second heavy metal mineral by floating the fifth contaminated soil;
Wherein the heavily contaminated soil is treated by the method.
상기 처리방법은
c) 단계 후,
e) 중금속 추출 용액을 이용하여, 상기 제4오염 토양으로부터 중금속을 추출 제거하여 제3정화토를 회수하는 단계;를 더 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
The above-
After step c)
and e) recovering the third purified soil by extracting and removing heavy metals from the fourth contaminated soil using the heavy metal extraction solution.
상기 처리방법은
d) 단계의 상기 부유 선별이 수행된 후, 선광 테이블(concentrating table) 또는 원심력농축기(Centrifugal Concentrator)를 이용하여, 상기 부유선별의 광미(Tailing)인 제2정화토에 잔류하는 중금속을 제거하여 제4정화토를 회수하는 단계를 더 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.3. The method of claim 2,
The above-
After the float sorting of step d) is performed, heavy metals remaining in the second purification soil, which is the tailing of float sorting, are removed using a concentrating table or a centrifugal concentrator, 4 < / RTI > of the treated soil.
상기 c) 단계의 습식 싸이클론시, 분급 기준이 되는 상기 일정 크기는 10 내지 25μm인 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
A method for treating heavy metal contaminated soil having a size of 10 to 25 占 퐉 as a standard for classification at the wet cyclone in step c).
상기 b) 단계에서,
상기 제1오염 토양의 해쇄는 어트리션 스크러버(attrition scrubber) 및 초음파 인가에서 하나 이상 선택된 방법을 이용하여 수행되는 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
In the step b)
Wherein the first contaminated soil is removed using at least one selected method of attrition scrubber and ultrasonic application.
상기 a) 단계의 제1입도 분리 및 상기 b) 단계의 상기 제2 입도 분리는 각각 진동식 체가름(vibrating screen)에 의해 수행되는 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the first particle size separation in step a) and the second particle size separation in step b) are each performed by a vibrating screen.
상기 제1입도 분리시 체눈의 크기는 18mm 내지 22mm이며, 상기 제2입도 분리시 체눈의 크기는 1mm 내지 5mm인 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 6,
Wherein the size of the shed is 18 to 22 mm when the first size separation is performed, and the size of the shed is 1 to 5 mm when the second size separation is performed.
상기 c) 단계는
c1) 콘 크러셔(cone crusher)를 이용하여 제2오염 토양을 분쇄하는 단계;
c2) 지그 세퍼레이터(jig seperator)를 이용하여 분쇄된 제2오염 토양을 비중선별하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하는 단계;
를 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.8. The method of claim 7,
The step c)
c1) crushing the second contaminated soil using a cone crusher;
c2) separating and recovering the first purified soil and the first heavy metal mineral by selecting non-specific gravity of the second contaminated soil ground by using a jig separator;
Wherein the heavily contaminated soil is treated by the method.
상기 c) 단계는
c3) 어트리션 스크러버(attrition scrubber), 초음파(ultrasonic), 로드밀(rod mill) 및 볼밀(ball mill)에서 하나 이상 선택되는 수단을 이용하여 제3오염 토양을 분쇄하는 단계;
c4) 습식 싸이클론을 이용하여, 분쇄된 제3오염 토양으로부터 10 내지 25μm 미만의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제4오염 토양과 10 내지 25μm 이상의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계;
를 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.8. The method of claim 7,
The step c)
c3) crushing the third contaminated soil using at least one selected from attrition scrubber, ultrasonic, rod mill and ball mill;
c4) Separation of the fourth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of less than 10 to 25 μm, and the fifth contaminated soil, which is a particulate contaminated soil having a size of 10 to 25 μm or more, from the third ground contaminated soil from the ground third cyclone soil ;
Wherein the heavily contaminated soil is treated by the method.
상기 d) 단계의 부유선별은 정선 및 1 내지 5회의 청소부선을 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
The method of treating soil contaminated with heavy metals according to claim 1, wherein the floatation in step d) comprises a straight line and a cleaning line of 1 to 5 times.
상기 중금속 추출 용액은
시트르산(citric acid), 에틸렌디아민사아세트산(EDTA; ethylene diamine tetraacetic acid) 및 옥살산(oxalic acid)에서 하나 이상 선택된 산을 함유하는 중금속 오염 토양의 처리방법.3. The method of claim 2,
The heavy metal extraction solution
METHOD FOR TREATING HEAVY METAL CONTAMINATED SOILS COMPRISING AN ACID ONE OR MORE THAN ONE FROM citric acid, ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) and oxalic acid.
상기 처리방법은
a) 체눈의 크기가 18mm 내지 22mm인 진동식 체가름(vibrating screen)을 이용하여 중금속 오염 토양을 미오염 토양과 제1오염 토양으로 분리하는 단계;
b) 분리된 제1오염 토양을 해쇄한 후, 체눈의 크기가 1mm 내지 5mm인 진동식 체가름(vibrating screen)을 이용하여 해쇄된 제1오염 토양을 제2오염 토양과 제3오염 토양으로 분리하는 단계;
c) 제2오염 토양을 분쇄한 후, 비중선별을 이용하여, 제1정화토 및 제1중금속광물을 분리 회수하고, 제3오염 토양을 분쇄한 후, 습식 싸이클론을 이용하여, 분쇄된 제3오염 토양으로부터 10 내지 25μm 미만의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제4오염 토양과 10 내지 25μm 이상의 크기를 갖는 미립 오염토양인 제5오염 토양을 분리하는 단계;
d1) 상기 제5오염 토양을 부유선별하여 광미인 제2정화토 및 정광인 제2중금속광물을 분리 회수하는 단계;
d2) 선광 테이블(concentrating table) 또는 원심력농축기(Centrifugal Concentrator)를 이용하여, 상기 부유선별에 의해 분리 회수된 광미에 잔류하는 중금속을 제거하여 제4정화토를 회수하는 단계; 및
e) 중금속 추출 용액을 이용하여, 상기 제4오염 토양으로부터 중금속을 추출 제거하여 제3정화토를 회수하는 단계;
를 포함하는 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
The above-
a) separating a heavy metal contaminated soil into a non-contaminated soil and a first contaminated soil using a vibrating screen having a sieve size of 18 mm to 22 mm;
b) separating the first contaminated soil from the shredded first contaminated soil into a second contaminated soil and a third contaminated soil using a vibrating screen having a shed size of 1 mm to 5 mm; step;
c) separating and recovering the first purified soil and the first heavy metal mineral after pulverizing the second contaminated soil, crushing the third contaminated soil, and then using the wet cyclone, Separating a fourth contaminated soil, which is a micropolluted soil having a size of less than 10 to 25 占 퐉 from the third contaminated soil, and a fifth contaminated soil, which is a micropolluted soil having a size of 10 to 25 占 퐉 or more;
d1) separating and recovering the fifth contaminated soil by floating and sorting the second heavy metal mineral as the second clean soil and the mineral as the mineral;
d2) recovering the fourth purified soil by removing heavy metals remaining in the tailings separated and collected by the floating sorting, using a concentrating table or a centrifugal concentrator; And
e) extracting and removing heavy metals from the fourth contaminated soil using a heavy metal extraction solution to recover the third purified soil;
Wherein the heavily contaminated soil is treated by the method.
상기 미오염 토양, 제1정화토, 제3정화토, 제4정화토 또는 이들의 혼합물은 골재 또는 일반 토양으로 재활용 되는 중금속 오염 토양의 처리방법.13. The method of claim 12,
Wherein the unfossilized soil, the first purified soil, the third purified soil, the fourth purified soil, or a mixture thereof is recycled to aggregate or general soil.
상기 a) 단계의 중금속 오염 토양은 사격장 내 오염 토양인 중금속 오염 토양의 처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the heavy metal contaminated soil in step a) is a contaminated soil in the range.
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